Progetto serramenti: materiali ed esempio di calcolo

Un’accurata progettazione dei serramenti va oltre la semplice scelta di materiali e stili. Essa implica un’attenta considerazione di diversi fattori tecnici e ambientali, tra cui le dimensioni e la posizione dei fori finestra, le prestazioni termiche e acustiche dei materiali utilizzati e le esigenze di sicurezza. La scelta dei serramenti deve essere fatta in modo da garantire un’ottima integrazione con il progetto architettonico e con le caratteristiche climatiche del luogo.

Cosa si intende per serramenti di un edificio?

Prima di addentrarci nel vivo dell’argomento, è bene definire cosa sono i serramenti di un edificio. Un serramento è sia un’apertura che una chiusura, rappresenta una barriera tra l’interno e l’esterno, una necessità che esiste da quando l’uomo ha iniziato a costruire rifugi per proteggersi dagli agenti atmosferici e da potenziali pericoli come animali e nemici. Inizialmente, il serramento serviva principalmente come protezione, ma nel corso del tempo ha perso parte di questa funzione difensiva per diventare sempre più un’apertura verso l’esterno, grazie alle tecnologie moderne che permettono ampie vetrate e finestre.

Negli ultimi decenni, il serramento ha subito una notevole evoluzione: non è più solo una “finestra” nel senso tradizionale, ma un vero e proprio “sistema” che integra diverse funzionalità. Oggi ai serramenti non si richiede solo di separare gli ambienti interni da quelli esterni, ma anche di contribuire all’isolamento termico, acustico e al comfort complessivo dell’edificio.

Infatti, i serramenti esterni di un edificio svolgono un ruolo fondamentale all’interno della struttura complessiva: devono mantenere un microclima interno adeguato alle esigenze di abitabilità, indipendentemente dalle condizioni esterne. Per garantire questo obiettivo, è essenziale che i serramenti rispettino specifici requisiti costruttivi e prestazionali.

Un serramento si compone essenzialmente di 3 parti principali:

• parte opaca (telaio e sistemi di oscuramento);
• parte trasparente (vetro);
• parti accessorie (chiusure, guarnizioni).

Progetto casa serramenti

La progettazione degli infissi per una abitazione (nuova e non) è un processo complesso.

È essenziale progettare l’installazione per evitare problemi come spifferi e infiltrazioni. Solo con una corretta posa in opera si possono mantenere le prestazioni dei serramenti e garantire un consumo energetico contenuto. In aggiunta, la sicurezza è un aspetto fondamentale nella progettazione degli infissi. Una finestra deve garantire isolamento dal freddo e dai rumori, ma deve anche proteggere adeguatamente dagli intrusi. La progettazione deve quindi includere soluzioni antieffrazione e antinfortunio, senza compromettere il design estetico.

Non dimentichiamo l’aspetto estetico. I serramenti devono essere funzionali, ma anche esteticamente gradevoli, sia all’interno che all’esterno della casa. Anche se spesso le finestre sono coperte da tende, esse contribuiscono significativamente all’arredamento e all’aspetto esterno dell’abitazione.

Le dimensioni dei serramenti devono essere progettate in base alle dimensioni del foro finestra e alla posizione dell’edificio. Assicurati che le misurazioni siano accurate per evitare problemi durante l’installazione. Si considera l’orientamento delle finestre per massimizzare la luce naturale e migliorare l’efficienza energetica. Ad esempio, finestre esposte a sud possono favorire il guadagno solare durante l’inverno.

I serramenti devono integrarsi perfettamente con il sistema costruttivo per evitare problemi di tenuta e isolamento. Pianifica l’installazione in modo che i serramenti garantiscano una chiusura ermetica.

Progetto serramenti: i materiali più usati

Esistono in commercio svariate tipologie di serramenti. I principali materiali utilizzati per i telai sono i seguenti:

• legno: materiale apprezzato per le sue qualità estetiche e la capacità di isolamento termico se trattato adeguatamente, esso conferisce un aspetto caldo e naturale ai serramenti, adatto a contesti architettonici tradizionali;

• alluminio: offre una grande resistenza meccanica, adatto per serramenti di grandi dimensioni, resiste bene agli agenti atmosferici e non richiede manutenzione frequente;

• PVC: questo materiale ha dimostrato grande affidabilità nel tempo ed è largamente impiegato nella produzione di serramenti. Le finestre in PVC estruso offrono due vantaggi principali: da un lato, permettono la realizzazione di profili complessi a costi competitivi, rispondendo così alle moderne esigenze prestazionali; dall’altro, garantiscono una lunga durata senza necessità di manutenzione del telaio. Il PVC non subisce fenomeni di corrosione come i metalli, né degrado organico come il legno. Tuttavia, è importante sottolineare che la qualità del PVC dipende dalla sua formulazione. I polimeri, inclusi quelli utilizzati nel PVC, variano nelle proprietà fisiche in base al tipo e alla quantità di additivi utilizzati nella loro composizione. Non tutti i manufatti plastici sono uguali, e spesso i fallimenti applicativi derivano dalla scelta di materiali apparentemente simili, ma di qualità inferiore.

• acciaio: rispetto al PVC garantisce una maggiore resistenza alle pressioni del vento, ai carichi statici e agli urti. La presenza di rinforzi in acciaio limita le deformazioni del serramento, migliorandone la tenuta all’aria e all’acqua nel tempo, inoltre permettono un fissaggio più robusto e duraturo di cerniere, maniglie e ferramenta varia. L’uso dell’acciaio consente di ridurre lo spessore dei profili in PVC senza comprometterne la resistenza, aumentando così la superficie vetrata;

• materiali misti: quelli più diffusi sono realizzati con combinazioni di PVC, legno e alluminio.

Tutte le componenti dei serramenti devono essere progettate e assemblate in modo tale da soddisfare le normative vigenti, offrendo elevate prestazioni in termini di qualità, funzionalità ed efficienza. Le immagini (texture) proposte dei principali materiali utilizzati per i telai dei serramenti sono prelevate dal catalogo del software progettazione edilizia.

Progettazione serramenti: l’isolamento acustico

La capacità di un divisorio tra due ambienti di ridurre la trasmissione dell’energia sonora è definita come potere fonoisolante (R), misurato in decibel (dB). Questo valore rappresenta il logaritmo decimale del rapporto tra l’energia sonora incidente e quella trasmessa. Il potere fonoisolante di una finestra dipende da diversi fattori, tra cui il tipo di materiale utilizzato, la tecnologia di assemblaggio dei profili, la qualità delle guarnizioni e il metodo di fissaggio alla muratura.

Dal punto di vista acustico, i serramenti esterni hanno il compito di garantire un adeguato comfort all’interno degli ambienti. La classe di prestazione acustica di un serramento deve essere selezionata in base al livello di rumore esterno presente nell’area in cui l’edificio è situato. Per questo motivo, è necessario stabilire dei limiti accettabili di livello sonoro per ogni tipo di locale, in relazione alla sua destinazione d’uso, e suddividere il territorio in zone di rumore in base al livello sonoro equivalente che si riscontra normalmente.

Nel caso in cui il rumore esterno derivi prevalentemente da fonti diverse dal traffico veicolare (come treni, aerei o attività industriali), il livello sonoro equivalente per classificare la zona deve essere determinato con misurazioni sperimentali. I criteri indicati sono di carattere generale e non tengono conto di tutte le possibili variabili che possono influenzare la propagazione del suono tra la sorgente e il punto d’ascolto. Tra questi fattori, che richiedono valutazioni specifiche caso per caso, si possono considerare:

Fattori che influenzano la propagazione del suono all’esterno:

• distanza dalla sorgente sonora;
• altezza del locale rispetto al piano stradale;
• orientamento dell’edificio rispetto alla sorgente;
• presenza di ostacoli naturali o artificiali (alberi, siepi, barriere, ecc.).

Fattori che influenzano la propagazione del suono all’interno del locale:

• superficie del serramento;
• volume del locale;
• capacità di assorbimento acustico dell’ambiente.

Parte trasparente e parte opaca dei serramenti: la trasmissione del rumore

Il contributo della parte trasparente di un serramento al potere fonoisolante è relativamente semplice da calcolare, mentre la valutazione della parte opaca, a causa della sua geometria più complessa, risulta più incerta. In termini acustici, la trasmissione del rumore attraverso il serramento è influenzata dalle proprietà dei materiali che compongono il telaio. I materiali metallici, essendo più rigidi, tendono a trasmettere meglio il suono rispetto a materiali come il legno o il PVC, che hanno moduli elastici più bassi e quindi assorbono meglio il rumore. Anche il legno varia nella sua capacità di assorbimento acustico in base al tipo di essenza utilizzata.

L’influenza dell’angolo di incidenza e della permeabilità all’aria sull’isolamento acustico dei serramenti

È consuetudine installare doppi vetri (vetro camera) sui serramenti esterni, principalmente per motivi di efficienza energetica, ma questa soluzione influisce anche sulle prestazioni acustiche. Il potere fonoisolante di un divisorio, infatti, dipende anche dall’angolo con cui le onde sonore colpiscono la sua superficie.

Vetro camera

Per i divisori interni, la geometria degli ambienti, la disposizione degli arredi e delle sorgenti sonore generano solitamente un campo sonoro diffuso, in cui l’incidenza delle onde sonore avviene in modo casuale, rendendo ogni angolo di incidenza ugualmente probabile. Tuttavia, per i divisori esterni, come le finestre, questa condizione non si applica. L’altezza dal suolo, l’orientamento rispetto alle fonti di rumore e la conformazione dell’ambiente circostante possono influenzare gli angoli d’incidenza, modificando sensibilmente il potere fonoisolante.

Un altro fattore determinante per l’isolamento acustico è la permeabilità all’aria, che si riferisce alla capacità della finestra di prevenire infiltrazioni d’aria. La permeabilità all’aria è misurata in laboratorio con metodi standardizzati, ed è strettamente collegata al potere fonoisolante. Secondo le normative UEAtc e UNI, esistono tre classi di prestazioni in relazione alla permeabilità all’aria: A1, A2 e A3.

Studi recenti hanno evidenziato una forte correlazione tra permeabilità e isolamento acustico. Per ottenere un isolamento acustico simile a quello del solo vetro (con una differenza massima di 2 dB), la finestra deve appartenere alla classe A3. Nella classe A2, si registrano perdite fino a 5 dB, mentre nella classe A1 le perdite possono arrivare a 8 dB.

Inoltre, il comportamento acustico di una finestra può variare significativamente a seconda dell’angolo di incidenza delle onde sonore.

Scheda tecnica serramento SuoNus

Progettazione serramenti: l’isolamento termico

L’isolamento termico è un aspetto fondamentale nella progettazione dei serramenti, poiché influisce direttamente sul comfort abitativo e sull’efficienza energetica degli edifici. Un buon isolamento termico riduce la dispersione di calore durante i mesi freddi e limita il surriscaldamento estivo, contribuendo così a una significativa riduzione dei costi energetici.

Il materiale utilizzato per i serramenti gioca un ruolo fondamentale nell’isolamento termico. I serramenti in PVC, ad esempio, presentano una bassa conducibilità termica, grazie alla loro struttura a più camere che intrappola l’aria, migliorando ulteriormente le prestazioni isolanti. Altri materiali come il legno e l’alluminio (specialmente quando trattati con sistemi di isolamento) possono anch’essi offrire buone prestazioni, ma richiedono una progettazione attenta per massimizzare l’efficienza.

La scelta della vetratura è altrettanto importante. Vetrate doppie o triple con gas nobili (come argon) tra i vetri possono migliorare notevolmente l’isolamento termico rispetto a vetri singoli. Le vetrate a bassa emissività (Low-E) riflettono il calore all’interno dell’edificio durante l’inverno e riducono l’ingresso di calore durante l’estate.

La progettazione del profilo del serramento deve considerare il numero di camere interne e lo spessore delle pareti del profilo. Profili con più camere offrono migliori prestazioni isolanti, mentre uno spessore adeguato delle pareti contribuisce a ridurre la trasmittanza termica.

Secondo le normative vigenti, i serramenti devono rispettare specifici valori di trasmittanza termica (U-value). Questo valore misura la quantità di calore che passa attraverso il serramento: più basso è il valore U, migliore è l’isolamento termico. Le normative europee stabiliscono requisiti minimi che variano in base alla tipologia di edificio e alla sua ubicazione geografica, attualmente in Italia è in vigore il Decreto 26.6.2015 ‘requisiti minimi’ che nelle Appendici A e B prevede specifici valori limite che le chiusure tecniche devono rispettare in base alla Zona Climatica in cui ricade l’edificio.

Per avere sempre a portata di mano i valori di tutte le conduttanze dei materiali e non far riferimento ogni volta alle norme, puoi avvalerti di un software studiato proprio per il calcolo della trasmittanza, che ha al suo interno l’archivio dei materiali con relative conduttanze. Ti agevola nel calcolare le trasmittanze di strutture complesse e stratigrafie scegliendo semplicemente il materiale che le compone. 

Trasmittanza termica lineare

Prove sui serramenti

Le prestazioni isolanti dei serramenti vengono valutate attraverso prove standardizzate in laboratorio che misurano la trasmittanza termica e la resistenza al passaggio dell’aria e dell’acqua. Queste prove sono fondamentali per garantire che i serramenti soddisfino le normative richieste. La trasmittanza termica può essere calcolata utilizzando la seguente formula:

U = Q / A · ΔT

dove Q è la quantità di calore persa (in watt), A è l’area del serramento (in metri quadrati) e ΔT è la differenza di temperatura tra l’interno e l’esterno (in gradi Celsius).

Esempi di calcolo trasmittanza serramenti

Di seguito ti propongo un esempio di calcolo della trasmittanza di strutture composte. Al riguardo è stato utilizzato il software software certificazione energetica.

Porta-finestra con telaio in legno-alluminio e triplo vetro basso emissivo

Porta-finestra con telaio in legno e vetro singolo TerMus

Progettazione serramenti: il comportamento in caso di incendio

Il comportamento dei serramenti in caso di incendio è cruciale per diverse ragioni legate alla sicurezza e alla protezione degli edifici. Ecco perché è così importante:

• resistenza al fuoco: i serramenti devono mantenere la loro integrità strutturale durante un incendio per impedire la propagazione delle fiamme e del calore ad altre aree dell’edificio. La capacità di un serramento di resistere al fuoco per un determinato periodo di tempo è fondamentale per garantire la sicurezza degli occupanti e per dare loro tempo sufficiente per evacuare l’edificio;
• controllo della propagazione dell’incendio: i serramenti possono influenzare la diffusione del fuoco all’interno e all’esterno dell’edificio. Se non sono progettati e costruiti correttamente, possono diventare un punto di passaggio per le fiamme e il calore, facilitando la propagazione dell’incendio ai piani superiori o ad altre aree. La resistenza al fuoco dei serramenti aiuta a limitare questo rischio;
• protezione dagli effetti del calore: durante un incendio, i serramenti devono essere in grado di contenere il calore all’interno della stanza in cui è scoppiato l’incendio, riducendo l’innesco di incendi in altri locali. La capacità del serramento di opporsi al passaggio del calore, come misurato nei test di resistenza al fuoco, è quindi fondamentale;
• emissione di fumi tossici: i materiali dei serramenti possono produrre fumi tossici quando bruciano. La valutazione della tossicità dei fumi è importante per prevenire l’esposizione a gas pericolosi, come l’ossido di carbonio, che può essere letale per le persone all’interno dell’edificio;
• efficacia dei serramenti in diverse condizioni: l’angolo di incidenza delle onde sonore e la permeabilità all’aria possono influenzare la performance dei serramenti non solo in termini di isolamento acustico ma anche nella loro risposta al fuoco. Serramenti che non offrono una buona tenuta all’aria o che sono mal progettati possono aggravare i problemi durante un incendio, aumentando il rischio di danni e compromettendo la sicurezza;
• normative e standard: le normative e gli standard internazionali forniscono linee guida su come testare e classificare i serramenti in base alla loro resistenza al fuoco e alla loro reazione durante un incendio. Rispondere a questi standard aiuta a garantire che i serramenti offrano una protezione adeguata in situazioni di emergenza.

Controtelai e controtelai monoblocco per serramenti: UNI 11979

Di recente pubblicazione (29 maggio 2025) la UNI 11979:2025 dal titolo “Controtelai e controtelai monoblocco per serramenti – Caratteristiche prestazionali e requisiti” definisce metodologie, criteri e requisiti prestazionali per la caratterizzazione di controtelai e controtelai monoblocco utilizzati nell’installazione di serramenti come finestre, porte pedonali interne ed esterne, schermature solari e oscuranti.

Serramenti efficienti ed il loro corretto montaggio contribuiscono essenzialmente a valorizzare gli edifici dal punto di vista igienico ed energetico, per quel che riguarda lo scambio di aria, luce e temperatura con l’ambiente esterno. L’osmosi corretta di tali elementi favorisce il comfort di soggiorno dei nostri ambienti abitativi e di lavoro in sintonia con gli attuali obiettivi di sostenibilità ambientale.

Ricordiamo, al riguardo, che la normazione e gli standard europei impongono regole sempre più severe e rigide sulla certificazione energetica degli edifici, passaggio obbligato in diversi adempimenti. Sottovalutare la predisposizione di questo documento, o la sua maldestra redazione può esporti a severe sanzioni, ma con il software per la certificazione energetica anche quest’obbligo può divenire una piacevole e facile operazione da concludere in tutta tranquillità al riparo da possibili errori.

Ambito e obiettivi principali della UNI 11979 su prestazioni e requisiti dei controtelai e controtelai monoblocco

La norma si rivolge principalmente ai produttori di controtelai e serramenti, ma è utile anche per progettisti e addetti ai lavori.

Essa:

• stabilisce criteri progettuali e requisiti minimi per i controtelai, considerandoli componenti fondamentali per garantire le prestazioni del nodo finestra, non più semplici accessori passivi;
• mira a migliorare la qualità, l’efficienza energetica, acustica e la sicurezza degli edifici attraverso una posa in opera più controllata e precisa.

Caratteristiche tecniche della UNI 11979

La norma definisce le dimensioni standard dei campioni da sottoporre a prove e le metodologie di test per valutare:

• tenuta all’aria e all’acqua;
• isolamento termico e acustico;
• resistenza al carico del vento;
• stabilità meccanica;
• sicurezza contro l’effrazione (se prevista);
• durabilità e sostenibilità ambientale, in linea con i Criteri Ambientali Minimi (CAM);
• introduce tolleranze dimensionali rigorose per lunghezze, larghezze, spessori e ortogonalità, fondamentali per una posa precisa e prestazioni replicabili.

Tipologie di controtelai

• Controtelaio: elemento incorporato nella parete che delimita il giunto tra parete e serramento.
• Controtelaio monoblocco: sistema integrato che include isolamento termico e predisposizioni per accessori.
• Controtelai di libera installazione e controtelai proprietari, progettati specificamente per determinati serramenti.

Impatto e vantaggi

• La norma innalza il ruolo del controtelaio da dettaglio secondario a componente tecnico prestazionale, con un impatto significativo su produzione, progettazione e posa in opera.
• Offre ai produttori un’opportunità commerciale per qualificare i propri prodotti e ai progettisti nuove responsabilità nella scelta e integrazione del controtelaio.
• Per il cliente finale significa una migliore qualità costruttiva, maggiore efficienza energetica e acustica, e sicurezza.

La UNI 11979:2025 è acquistabile sul sito ufficiale dell’UNI

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/progetto-serramenti-materiali-ed-esempio-di-calcolo/